Zeitschrift für Membranwissenschaft und -technologie

Abstrakt

Bewertung der Trittfestigkeit von mehrschichtigen, keramikgestützten Membranen auf Pd-Basis zur Wasserstoffreinigung unter Konzentrationspolarisation

Caravella A und Sun Y

In dieser Arbeit wird ein systematischer Ansatz verwendet, um den einstufigen Einfluss von zusammengesetzten Pd-basierten Membranen auf die Wasserstoffpermeation bei Konzentrationspolarisation zu quantifizieren. Zur Durchführung dieser Studie wird ein bereits entwickeltes Permeationsmodell auf eine Membran angewendet, die auf einem fünfschichtigen asymmetrischen porösen Träger aufgebracht ist. Die Ergebnisse werden sowohl hinsichtlich des einschichtigen Einflusses (berechnet mithilfe eines Ausdrucks, der die permeationsbegrenzenden Flüsse enthält) als auch des hier eingeführten Support Resistance Coefficient (SRC) dargestellt, eines Koeffizienten, der das Ausmaß der Antriebskraft im gesamten Träger quantitativ misst, analog zu der Definition des Konzentrationspolarisationskoeffizienten (CPC). Die Analyse des Membranverhaltens unter verschiedenen Bedingungen hinsichtlich Temperatur, Gesamtzufuhrdruck und Pd-Schichtdicke zeigt schließlich, dass das Vorhandensein von Polarisation eine abnehmende Wirkung des porösen Trägers in der betrachteten Konfiguration bestimmt, d. h. mit der selektiven Schicht auf der Hochdruckseite und dem Träger auf der Permeationsseite. Diese Schlussfolgerung deutet darauf hin, dass bei ausreichend dünnen Metallschichten die Wasserstoffpermeation größtenteils durch die Konzentrationspolarisation beeinflusst wird und daher die fluiddynamischen Bedingungen auf der Anströmseite ein entscheidender Parameter sind, der optimiert werden muss.